درمان سرطان با دو باکتری بدون کمک سیستم ایمنی

درمان‌های مرسوم سرطان معمولاً بر توانایی سیستم ایمنی بدن برای مبارزه با سلول‌های سرطانی تکیه دارند. اما این روش‌ها در بیمارانی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند، مانند بیماران تحت شیمی‌درمانی یا پرتودرمانی، اغلب ناکارآمد هستند. اکنون تیمی از پژوهشگران ژاپنی مسیر تازه‌ای را معرفی کرده‌اند: یک درمان زنده مبتنی بر دو گونه باکتری که بدون نیاز به سلول‌های ایمنی عمل می‌کند.

این پژوهش توسط دکتر سیگو ایواتا از دانشگاه پیشرفته علم و فناوری ژاپن (JAIST) در شهر نومی انجام شده و نتایج آن در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.

«در این روش، تزریق داخل‌وریدی باکتری‌ها باعث از بین رفتن کامل تومور، افزایش طول عمر حیوانات آزمایشگاهی و عدم بروز سمیت سیستمیک یا سندروم آزادسازی سایتوکاین شد.»

چه چیزی این روش درمانی را متفاوت می‌سازد؟

این درمان از همکاری دو گونه باکتری بهره می‌برد: Proteus mirabilis با نام کدگذاری‌شده A-gyo و Rhodopseudomonas palustris با نام UN-gyo. این دو گونه با نسبت مشخصی به‌صورت تزریق وریدی وارد بدن می‌شوند. نسبت آن‌ها در آزمایشگاه پایدار است، اما پس از ورود به محیط تومور تغییر می‌کند.

پژوهش به رهبری ایجیرو مییاکو در JAIST و با همکاری Daiichi Sankyo و دانشگاه تسوکوبا انجام شد.

A-gyo نسخه‌ای غیربیماری‌زا از باکتری P. mirabilis است. این باکتری فاقد ژن‌های کلیدی بیماری‌زایی بوده و تحرک کمتری دارد، بنابراین می‌تواند در تومور زندگی کند بدون آنکه باعث عفونت سیستمیک شود.

در مقابل، UN-gyo که باکتری فتوسنتزی است، نقش تنظیم‌کننده دارد. این باکتری رفتار A-gyo را متعادل می‌کند، انتخاب‌گری توموری آن را افزایش می‌دهد و قدرت اثرگذاری درمان را تقویت می‌کند.

مبارزه با سرطان با کمک باکتری‌ها

در شروع درمان، ترکیب شامل حدود ۳ درصد A-gyo و ۹۷ درصد UN-gyo است. اما پس از ورود به تومور، نسبت‌ها تغییر کرده و سهم A-gyo تا حدود ۹۹ درصد افزایش می‌یابد. این تغییر دقیقاً هم‌زمان با آغاز فرآیند تخریب تومور و فروپاشی عروقی موضعی در موش‌ها مشاهده شد.

تنها ۲۴ ساعت پس از تزریق، تومورهای درمان‌شده تیره‌تر می‌شوند؛ نشانه‌ای از ترومبوز (تشکیل لخته خون) در رگ‌های تومور. بررسی میکروسکوپی حضور پلاکت‌ها، فیبرین و مرگ گسترده سلول‌های توموری را تأیید کرده است.

باکتری‌ها درون بافت تومور رشد کرده و یک بیوفیلم متراکم تشکیل می‌دهند که به دیواره بافت می‌چسبد. همچنین A-gyo در حضور متابولیت‌های تومور تغییر شکل داده، به رشته‌هایی بلند و متحرک تبدیل می‌شود که توانایی نفوذ مستقیم به سلول‌های سرطانی را افزایش می‌دهد.

اهمیت استقلال از سیستم ایمنی

بیمارانی که تحت شیمی‌درمانی یا پرتودرمانی هستند معمولاً دچار ضعف ایمنی‌اند. بنابراین درمان‌هایی که به پاسخ سلول‌های T یا آنتی‌بادی‌ها وابسته‌اند، برای این بیماران کارایی کمتری دارند.

در حالی که درمان‌های ایمنی‌محور مانند مهارکننده‌های نقاط وارسی (Checkpoint inhibitors) با برداشتن ترمز از سلول‌های ایمنی عمل می‌کنند، ترکیب A-gyo و UN-gyo حتی در نبود این سلول‌ها هم مؤثر است.

استفاده از باکتری‌های زنده برای درمان سرطان ایده‌ای قدیمی است که بیش از یک قرن پیش توسط ویلیام کولی مطرح شد. اما بیشتر تلاش‌های امروزی با هدف تحریک سیستم ایمنی انجام می‌شود. در مقابل، این روش ژاپنی توانسته است در مدل‌های موش‌های فاقد سلول‌های T و B نیز باعث حذف کامل تومور شود.

نتایج داده‌ها چه می‌گویند؟

تزریق تنها یک دوز از این ترکیب باعث کوچک‌شدن سریع تومورها شد. اما یک برنامه دو دوزی — شامل یک دوز اولیه ضعیف و سپس دوز تقویتی — توانست در چندین مدل حیوانی پاسخ کامل ایجاد کند.

در آزمایش‌های انجام‌شده روی مدل‌های انسانی تومور، شامل روده بزرگ، تخمدان و پانکراس، نتایج مشابهی به دست آمد. اگرچه سطح سایتوکاین‌ها کمی افزایش یافت، اما هیچ نشانه‌ای از سندروم آزادسازی سایتوکاین (CRS) مشاهده نشد.

مهم‌تر از همه، در دوزهای مؤثر هیچ سمیت سیستمیکی مشاهده نشد و چون باکتری‌ها به آنتی‌بیوتیک‌های رایج حساس هستند، امکان خاموش‌سازی درمان در صورت نیاز نیز وجود دارد.

تحلیل ژنتیکی نشان داد که باکتری‌ها درون تومور به آهن بیشتری نیاز دارند — نکته‌ای مهم، زیرا سلول‌های سرطانی نیز برای رشد به آهن وابسته‌اند و کاهش آن می‌تواند رشدشان را متوقف کند.

سیگنال‌های ایمنی و پرسش‌های باز

در دوزهای بسیار بالا، برخی حیوانات جان باختند. اما الگوی مرگ‌ومیر نشان داد که دلیل آن عفونت گسترده نیست، بلکه لخته‌شدن بیش از حد و التهاب شدید عامل اصلی بوده است. بر همین اساس، تیم پژوهشی پروتکل ایمن‌تری با دو دوز طراحی کرد.

داروی هپارین که در کلینیک‌ها به عنوان ضدانعقاد استفاده می‌شود، در این مطالعه نیز بررسی شد. مرور جامعی از خواص ضدالتهابی هپارین در حیوانات و انسان نشان می‌دهد که این دارو می‌تواند در کنترل اثرات جانبی دوز بالا مفید باشد.

از آنجا که باکتری‌ها در آزمایشگاه همچنان به آنتی‌بیوتیک‌ها حساس‌اند، پزشکان می‌توانند پس از درمان از داروهای ضدباکتری برای پاک‌سازی کامل بدن استفاده کنند — قابلیتی که نگرانی‌های امنیتی در مورد درمان‌های زنده را کاهش می‌دهد.

باکتری‌هایی که تومور را از درون گرسنه می‌کنند

قطع جریان خون تومور یکی از استراتژی‌های شناخته‌شده برای نابودی آن است. تاکنون از پروتئین‌ها یا داروهایی که باعث لخته‌شدن خون در رگ‌های تومور می‌شوند استفاده شده بود. اما در این روش جدید، باکتری‌ها مستقیماً این فرآیند را درون تومور آغاز می‌کنند.

این لخته‌شدن موضعی باعث فروپاشی ساختار تومور از درون می‌شود، و همراه با تخریب مستقیم سلول‌های سرطانی، منجر به نکروز (مرگ بافتی) گسترده و کاهش سریع حجم تومور می‌گردد.

نکته حیاتی این است که اثر باکتری‌ها بر رگ‌های تومور محدود است و رگ‌های سالم را هدف قرار نمی‌دهد. داده‌ها نشان می‌دهد که محیط میکروسکوپی تومور عامل این انتخاب‌گری است، در حالی که UN-gyo رفتار تهاجمی A-gyo را در سایر بافت‌ها مهار می‌کند.

چشم‌انداز آینده درمان سرطان با باکتری

برای ورود این روش به مرحله آزمایش انسانی، باید گام‌های احتیاطی متعددی برداشته شود: از آزمایش روی حیوانات بزرگ‌تر تا کنترل دقیق تولید، تدوین پروتکل‌های ایمنی و طراحی طرح نجات با آنتی‌بیوتیک‌ها.

این فناوری همچنین امکان ترکیب با روش‌های موجود را دارد. اگر این دو باکتری بتوانند تومورهای جامد را از درون فرو بریزند، می‌توان از پرتودرمانی یا شیمی‌درمانی برای از بین بردن باقی‌مانده سلول‌ها بهره گرفت.

نویسندگان گزارش داده‌اند که در چندین مدل حیوانی، پاسخ کامل و افزایش بقا مشاهده شده است، اما آن‌ها نیز تأکید می‌کنند که موش با انسان تفاوت دارد.

تفاوت در ساختار تومور انسانی، سیستم ایمنی و میکروبیوم، عواملی‌اند که باید در مراحل اولیه توسعه بالینی مورد توجه قرار گیرند. با این حال، این مطالعه مسیر تازه‌ای را برای درمان سرطان گشوده است؛ مسیری که نه از دارو، بلکه از خود طبیعت برای مبارزه با سرطان بهره می‌گیرد.

نتیجه‌گیری

درمان جدید مبتنی بر دو گونه باکتری A-gyo و UN-gyo گامی جسورانه در درمان سرطان است که بدون اتکا به سیستم ایمنی می‌تواند تومور را از درون نابود کند. اگرچه تحقیقات انسانی هنوز آغاز نشده، اما نتایج فعلی نویدبخش انقلابی در درمان‌های زیستی آینده است.

آیا فکر می‌کنید درمان‌های زنده مبتنی بر باکتری می‌توانند جایگزین شیمی‌درمانی شوند؟ دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید یا این مقاله را با دوستانتان به اشتراک بگذارید.